露天开采方案选择.pdf

露天开采方案选择 开采技术条件分析 1、地形地貌 地势总趋势呈北东高南西低的缓倾斜坡。 地貌形态为残丘状的剥蚀平原， 海拔 506m～636m， 相对高差 20m～30m。地表无常年水流，夏季降雨形成的暂时性水流多向南排泄于沙漠中。 R3k1RE2cB1 分煤层的两个分煤层编号为 B11、B12，其中 B11 可采 厚度 0.84m～17.57m，平均 4.36m，B12 可采厚工 5.30m～19.85m，平均 12.87m。 3、勘探确定的首采区剥离物抗压强度小于 6Mpa 的占总剥离物的 15.60,6Mpa～15Mpa 占 39.72，大于 15MPa 占 44.68，小于 6MPa 的软岩主要分布在浅部的已风化的 Bm 煤层顶 板的泥岩、泥质含量较高的粉砂岩和 B2 煤层顶板的泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩等之中。大 于 15MPa 的硬岩主要分布在 Bm 煤层及 B1 煤层底板和 Bm、B2 煤层顶板附近的细砂岩及 中砂岩中。其它地段多为 6MPa～15MPa 的中硬岩类。 煤层的天然抗压强度为 4.2MPa～11.5MPa。属较软～中硬岩煤。 4、气候条件 本矿区属大陆干旱荒漠气候，年温差和昼夜温差变化很大，5 月～8 月为夏季，高温炎热， 最高气温 41.2℃。 11 月～次年 2 月为冬季， 气候严寒， 最低气温-49.8℃1969 年 1 月 26 日。 年平均降水量 106mm，年蒸发量 1202mm～2382mm，5～8 月偶有雷阵雨，冬季积雪稀少。 常年多风，风力一般为 4～5 级，经常有 7～8 级大风，最大可达 10 级，多以西北风为主。 冰冻期 5.5 个月，最大冻土深度 1.3m。 5、采场和排土场条件 采场地表长度 7.97km，宽度 3.0km，地表面积 20.94km2,最大开采深度 460m。 首采区不具备内排条件，剥离物需全部外排。 6、开采规模 设计年生产能力 10 Mt/a，一期生产剥采比 1.33 m3/t，年剥离量 13.3 Mm3,年剥采总量 20.99 Mm3。二期生产剥采比 1.66 m3/t，年剥离量 16.6 Mm3,年剥采总量 24.29Mm3。 二、开采工艺方案 1、选择开采工艺应遵循的原则 （1）保证采剥系统的可靠性，经济性。 （2）力求生产过程简单化，利于生产管理。 （3）遵循市场经济原则，投资少、成本低、效率高，突出近期经济效益。 （4）因矿制宜，所选择的开采工艺应适应本矿煤层厚、埋藏较深、倾角大的开采技术条件。 （5）充分考虑本矿的气候条件如冬季严寒，夏季炎热，风大等。 2、开采工艺方案 露天煤矿常用有四大开采工艺，即单斗卡车开采工艺，轮斗连续开采工艺，半连续开采 工艺和拉斗铲倒堆开采工艺。 鉴于本矿剥离物抗压强度大于 6MPa 占总剥离物的 84.4，大部分为中硬岩石，不宜采用轮 斗连续开采工艺。 3、本矿煤层巨厚，倾角大，也不宜采用拉斗铲倒堆开采工艺。 在半连续开采工艺中根据破碎机结构型式，可分为单斗卡车半移动破碎站带式输送机 半连续开采工艺 （简称单斗半移动式半连续工艺） 和单斗自移式破碎机带式输送机半 连续开采工艺（简称单斗自移式半连续工艺） 。 4、单斗自移式半连续工艺无卡车运输环节，具有运营成本低的优点，是露天开采工艺的 发展方向，但该工艺目前国内外应用较少，生产可靠性有待进一步验证，并且目前核心设备 自移式破碎机制造厂家少，价格贵，致使整个系统的投资水平较高，整个工艺系统的综合经 济优势难以体现。 5、单斗半移动式半连续工艺。目前国内外应用较多，在技术先进性、可靠性和经济性方 面有明显优势。该工艺具有单斗卡车机动灵活，适应性强的优点，适合本矿延深强度大初 期开采程序变化较大的特点， 同时该工艺又具有带式输送机运营成本低的优点， 适应本矿部 分剥离物运距较大的特点。 三、开采工艺方案的选择 根据上述研究结论，可供本矿选择的开采工艺如下 方案一单斗卡车开采工艺。 方案二单斗卡车半移动破碎站一带式输送机半连续开采工艺。 单斗卡车开采工艺的主要优点是机动灵活，适应性强，推进强度大，延深强度大，设备组 装周期短等。 单斗卡车半移动破碎站带式输送机半连续开采工艺，为卡车与带式输送机联合运输， 既可发挥卡车运输的优点，又可发挥带式输送机爬坡能力大，合理运距长，运输成本低和以 电为动力的优点。 由于开采顺序确定在浅部初期走向拉沟， 倾向推进， 转向后为走向推进， 深部条区走向推进。 走向推进时每个工作平盘上有煤、有岩，工作面移动破碎机直接装胶带输送机，无法实现煤 岩分流，且露天矿深、台阶多、为降低开采成本，减少用油，简化系统，工作面宜用单斗铲 －汽车－坑内半移动破碎机－胶带输送机－排土机或至地面储煤场开采工艺。 故就两种工艺 进行研究。 1、单斗汽车工艺 单斗汽车工艺在我国已有多年的历史，应用该工艺已经具有 / 了成熟的管理经验，该工艺具有如下特点 （1）拉沟长度短，基建工程量小，建设速度快。 （2）工作线长度短，易于分区开采，初期生产剥采比小，矿山前期经济效益好。 （3）运输设备爬坡能力大，机动灵活，矿山生产系统简单。 （4）生产设备性能可靠，具有成熟的矿山管理经验。 （5）容易向其它工艺过渡和发展，可以随时增加投入设备而扩大规模。 （6）能尽早实现内排，实现复土造田，恢复矿区生态环境。 （7）与其它开采工艺相比，耗油量大，生产成本较高。 2、半连续开采工艺 （1）半连续工艺流程 半连续工艺为单斗挖掘机汽车－半移动破碎机胶带输送机组成的形式。 其工艺流程如图 8-1-1 注①工艺比选按全单斗铲－汽车工艺与半连续工艺进行比较 ②煤的运输两方案投资及运费相同胶带运距 2km 和汽车运距 1.5km 运营费 3577 万元。 ③排土场移动胶带机（1.4m）为 850m，包括卸料车合计为 1150 万元，剥离 1350m 胶带机 （1.4m）为 1150 万元。 经过比较可知，一方案投资多 15290 万元，二方案投资低，成本高 3024 万元，按贷款利息 7.2％计需 9 年才能偿清。从本矿条件看初期不宜采用半连续开采工艺，原因是设计考虑近 20 年经济效益好、减少外排及占地出发，开采浅部 650m 条区（剥采比很少 1.1-1.6m3/t） ， 因此运距较近，浅部运距在 2km 左右，最深部达 4km，但深部剥离量少，平均运距在 3km 左右（由煤层深度变化决定）在经济临界点附近，考虑剥采比变化为 1.33、1.66、1.1 最后 达 2.4m3/t，剥离量为 1330、1660、1100、2400 万 m3，浅部由单斗铲－汽车开采，余下量 一套半连续工艺系统不能满足负荷。 因此， 设计认为在初期宜采用单一的单斗铲－汽车开采 工艺，待二采区开采时，再考虑使用半连续开采工艺。